HBIM: Informační model pro historické stavby

O metodě BIM jste velmi pravděpodobně již slyšel(a), ale znáte HBIM? Pokud se v rámci své profese věnujete rekonstrukcím (nejen historických památek) a na zkratku HBIM jste zatím nenarazili patrně význam této zkratky velmi brzy objevíte, koneckonců pro začátek bude stačit dočíst si tento článek, věnující se právě metodice BIM a jejímu využití obecně při rekonstrukcích stávajících staveb i při obnově a péči o historicky a architektonicky cenné budovy.

Zkratka HBIM, vyjdeme-li z anglického pojmu, znamená doslova Historical nebo také Heritage Building Information Modeling.

Zkratka HBIM představuje přístup k rekonstrukcím a renovacím historických staveb založený na principu metody informačního modelování staveb (BIM). Pro stávající, historicky cenné budovy je metoda BIM využitelná podobně jako u novostaveb. Samozřejmě s ohledem na specifika, kterými se proces rekonstrukcí, renovací a obnovy památek odlišuje od běžných procesů u novostaveb.

U existujících staveb, které mají historickou hodnotu a jsou z pohledu společnosti historickým kulturním dědictvím, existuje několik forem památkové ochrany. Architektonicky cenná stavba může být kulturní památkou, národní kulturní památkou, případně se může nacházet přímo v památkově chráněném území nebo jeho ochranném pásmu. Každá z výše uvedených forem ochrany památek má svá pravidla, na jejichž dodržování dohlíží Národní památkový ústav (NPÚ), který je odbornou a výzkumnou organizací státní památkové péče s celostátní působností. NPÚ je jako příspěvková organizace řízena Ministerstvem kultury ČR.

Mezi základní činnosti Národního památkového ústavu patří dvě prioritní činnosti:

• odborné usměrňování péče o památky a památkově chráněná území a s tím související výzkum a vývoj

• péče o soubor zpřístupněných kulturních památek, zejména hradů a zámků, které jsou v přímé správě Národního památkového ústavu

Pokud zavítáte na stránky NPÚ (www.npu.cz) dozvíte se tam mimo jiné, že: „cílem státní památkové péče je zachování historického dědictví pro další generace. Cenné stavby nebo areály jsou proto chráněny jako nemovité kulturní památky, ty nejcennější jako národní kulturní památky. Hodnotná historická města, vesnice, ale i části kulturní krajiny jsou chráněny jako městské, vesnické nebo krajinné památkové zóny, nejcennější sídla jako městské nebo vesnické památkové rezervace; existují také archeologické a ostatní památkové rezervace a ochranná pásma. Na některé památky se vztahují mezinárodní úmluvy, například důležitá úmluva o ochraně přírodního a kulturního dědictví iniciovaná organizací UNESCO.“

Obr. 01: Objekt 272/2 v historickém centru města Žatec situovaný v katastrální mapě podložené ortofotomapou

Obr. 02: Pohled na střechu téhož objektu pořízený pomocí dronu

BIM na rekonstrukci?

Představa jediného využití výhod metody BIM pouze u novostaveb by byla promarněnou příležitostí. BIM se minimálně se stejnými výhodami uplatní také u rekonstrukcí.

Lze předpokládat, že s ohledem na stále větší tlak na udržitelný rozvoj, stavebnictví nevyjímaje, bude do budoucna rekonstrukcí v porovnání s novostavbami zcela jistě přibývat.

V globálním měřítku svojí roli v blízké budoucnosti zcela jistě sehraje také vyčerpatelnost přírodních zdrojů. Postojem nestavět za každou cenu na zelené louce, může každý investor přispět do diskuze o šetrném stavění, jež v celkovém kontextu pomáhá k šetrnému a úspornému nakládání se zdroji. Stavět na zelené louce nemusí být z více úhlů pohledu vždy nutně nejvýhodnější. A to i z finančního hlediska, kdy z případové studie zabývající se tématem rekonstrukcí a novostaveb jednoznačně vyplývá, že rekonstrukce staršího objektu je výhodnějším způsobem pořízení nové kvality než novostavba [1].

Zásadní rozdíl mezi rekonstrukcí a novostavbou je v projekční přípravě. U novostavby mohu veškeré potřebné informace grafické i negrafické povahy umístit do informační databáze stavby. Pokud během realizace dojde ke změnám v projektu (databázi) a tyto změny se aktualizují na konci realizačního procesu jsem schopen díky databázi stavby nabídnout investorovi případně správci objektu tzv. digitální dvojče –informační model identický s reálnou stavbou. Toto digitální dvojče (model skutečného provedení stavby) neslouží jen pro budoucí rekonstrukce, ale využije se i během pravidelné správy a údržby objektu.

U rekonstruovaných objektů je situace různorodější. Někdy se podaří dohledat v archivech dokumentaci stavu, většinou z doby vzniku stavby, nebo z poslední větší rekonstrukce, někdy existuje jen zjednodušená dokumentace. Mnohokrát se ovšem nepodaří dohledat žádnou dokumentaci, i když svého času pravděpodobně existovala. Ve všech případech, pokud mají být informace o starší budově relevantní, bude potřeba objekt zaměřit. Koneckonců povinnost vlastnit dokumentaci stavby ukládá vlastníkovi Stavební zákon.

Obr. 3: Příklad zjednodušeného výkresu půdorysu, jediného výkresu, který měl prodávající při prodeji domu k dispozici.

Co konkrétně říká na téma aktuální dokumentace každé stavby Stavební zákon č.183/2006 Sb. ve znění účinném od 1.1.2018?

§ 125 - Dokumentace skutečného provedení stavby

(1) Vlastník stavby je povinen uchovávat po celou dobu trvání stavby ověřenou dokumentaci odpovídající jejímu skutečnému provedení podle vydaných povolení. V případech, kdy dokumentace stavby nebyla vůbec pořízena, nedochovala se nebo není v náležitém stavu, je vlastník stavby povinen pořídit dokumentaci skutečného provedení stavby. Při změně vlastnictví ke stavbě odevzdá dosavadní vlastník dokumentaci novému vlastníkovi stavby.

Zaměření objektu

[endif]--Pokud tedy dokumentace stavby neexistuje, měl by si vlastník zajistit projekt zaměření stávajícího stavu. Tomu musí zcela logicky předcházet vlastní zaměření objektu, ideálně geodety. Na první pohled by se mohlo kolikrát zdát, že objekty jsou vesměs pravoúhlé a že pro zaměření a kontrolu rozměrů stavby by mohl stačit skicák, tužka, svinovací metr případně laserový dálkoměr, což by mohl zvládnout zaměřit i student stavební průmyslovky, který vše následně vynese v počítači. Realita však bývá většinou jinde, a tak se mnohdy ukáže, že objekt je značně tvarově nepravidelný. A tak pochopitelně nezbývá než oslovit profesionály, kteří si s nepravidelností (plošnou i prostorovou) zaměřovaného objektu dokáží kvalifikovaně poradit.

Obr. 4: Ukázka půdorysu z „rychlého“ pasportu vytvořená z vyskenovaných mračen bodů pomocí programu PointCab. Na základě tohoto podkladu lze vektorizovat ručně či poloautomaticky 2D dokumentaci. Pokud zvolíme cestu 3D modelování objektu přímo na podkladu mračen bodů, musíme zvolit některý z CAD/BIM programů, které umí s mračny bodů pracovat.

Geodet by mohl pro polohopis či výškopis, i stavební zaměření konstrukcí použít tradiční geodetické přístroje jakými jsou nivelační přístroj či totální stanice. Nicméně doba pokročila a máme tu stále více populárnější laserové 3D skenování, určené pro prostorové snímání dat. Výstupem bude mračno bodů [2]. které zaznamená 3D prostorové vztahy zaměřovaného objektu. Po jeho zpracování může geodet dodat nejen 2D dokumentaci, ale i 3D/BIM model zaměřovaného objektu, ze kterého se generuje 2D dokumentace.

Stavebněhistorický průzkum

Historické stavby jsou svědky dávných časů, reprezentujících jednotlivé architektonické slohy. Ve své dlouhé historii jednotlivé budovy měnily své využití i účel, byly přestavovány, nastavovány, rozšiřovány. Jejich tehdejší majitelé chápali jako výhodu využít stávající konstrukce i materiály, které vznikly vybouráním například nových otvorů. Různorodost staveb a zásahy jednotlivých stavebních slohů do historických budov mapují tzv. stavebněhistorické průzkumy, které dokumentují fragmenty konstrukcí z různých období.

Stavebněhistorický průzkum (SHP) je způsob, jak podrobně poznat stavbu nebo soubor staveb a jejich historický vývoj - odhalit, které stojící části jsou nejstarší a kdy vznikly, jak v té době stavba vypadala, jak se postupně rozrůstala, ale také naopak – co z ní již zaniklo. [3]

SHP soustředí poměrně důležité a zásadní vstupní informace, které jsou s úspěchem využitelné jako základ databáze informací o stavbě. BIM - Informační model budovy je databáze informací o budově, které jsou k dispozici v rámci společného datového prostředí. Společné datové prostředí – tzv. CDE (Common Data Environment) – soustředí veškeré dostupné dokumenty týkající se stavby. CDE zjednodušuje přístup aktuálním dokumentům i k celkovému archivu veškeré dostupné dokumentace.

Budoucnost (H)BIM?

I když nemáme k dispozici přesný poměr počtu novostaveb vůči rekonstrukcím, lze předpokládat, že jejich poměr se do budoucna bude jednoznačně měnit ve prospěch rekonstrukcí, těch bude v poměru k novostavbám spíše přibývat, protože potenciál výstavby novostaveb je z dlouhodobého hlediska vyčerpatelný. Věřme, že k tomu přispěje osvícenost investorů a jejich šetrný přístup k životnímu prostředí. I kdybychom ponechali nyní stranou renovace či rekonstrukce novodobých staveb, rekonstrukce historických objektů je natolik zásadním tématem, že HBIM si prostě a jednoduše vyžaduje pozornost všech, kteří se podílejí na obnově a ochraně památek a kulturního dědictví.

Obr. 5: průhledové zobrazení – 2D výstup ze skenu v porovnání s původním půdorysným schématem.

Zdroje a odkazy:

[1] – Studie Rekonstrukce budovy versus její demolice a nahrazení novostavbou stejných parametrů – celková ekonomická efektivita a trvalá udržitelnost. Akad. arch. Pavel Hřebecký, Ing. arch. Elźbieta Hřebecká, 02/2012, studie vznikla v rámci projektu Příprava zaměstnanců pro vybudování a řízení Výzkumně vývojového centra (VVC) environmentálně vyspělých staveb, který byl spolufinancován z Operačního programu Praha – Adaptabilita.

[2] – Viktor Johanis, Martin Žemlička: Využití mračen bodů od geodetů. ERA21 #06/2018, s.90

[3] – Stavebněhistorický průzkum – definice NPÚ zdroj: www.npu.cz https://www.npu.cz/cs/npu-a-pamatkova-pece/npu-jako-instituce/sluzby/stavebnehistoricky-pruzkum

![endif]--